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电气设备继电保护配置、整定计算

  (1)电力网中的电力设备和线路,应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。继电保护和自动装置应能尽快地切除短路故障和恢复供电。

  1)继电保护和自动装置应简单可靠,使用的元件和接点应尽量少,接线回路简单,运行维护方便,在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。

  4)保护装置应能尽快地切除短路故障。当需要加速切除短路故障时,可允许保护装置无选择性地动作,但应利用自动重合闸或备用电源自动投入装置,缩小停电范围。

  (4)保护装置的灵敏系数,应根据不利正常运行方式和不利故障类型进行计算,必要时,应计及短路电流衰减的影响。一般电流电压继电保护的最小灵敏系数,主保护为1.5,后备保护为1.2

  (5)装有管型避雷器的线路,保护装置的动作时间不应大于0.08s;保护装置起动元件的返回时间不应小于0.02s。

  (6)在正常运行情况下,当电压互感器二次回路断线或其他故障能使保护装置误动作时,应装设断线闭锁装置; 当保护装置不致误动作时,应装设电压回路断线)在保护装置内应设置由信号继电器或其他元件等构成的指示信号。指示信号应符合下列要求:

  3)对复杂保护装置,能分别显示各部分及各段的动作情况。根据装置具体情况,可设置能反应装置内部异常的信号。

  (8)保护装置采用的电流互感器及中间电流互感器的稳态比误差,不应大于10%对35kV及以下的线路和设备,当技术上难以满足要求,且不致使保护装置误动作时,可允许有较大的误差。

  1)10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器,应装设纵联差动保护。6.3MVA及以下单独运行的重要变压器,亦可装设纵联差动保护。

  2)10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA及以上的变压器,当电流速断灵敏系数不符合要求时,宜装设纵联差动保护。

  3)0.4MVA及以上,一次电压为10kV及以下,线圈为三角一星形连接的变压器,可采用两相三继电器式的过流保护。

  2)差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。如不能包括引出线时,应采取快速切除故障的辅助措施。但在63kV或110kV电压等级的终端变电所和分支变电所以及具有旁路母线的电气主接线,在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时,纵联差动保护可利用变压器套管内的电流互感器,引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。

  (5)对由外部相间短路引起的变压器过电流,应装设相应的保护装置。保护装置动作后,应带时限动作于跳闸,并应符合下列规定:

  2)复合电压起动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护,宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流不符合灵敏性要求的降压变压器。

  2)三绕组变压器,宜装于主电源侧及主负荷侧。主电源侧的保护应带两段时限,以较短的时限断开未装保护侧的断路器。当不符合灵敏性要求时,可在所有各侧装设保护装置。各侧保护装置应根据选择性的要求装设方向元件。

  1)除主电源侧外,其他各侧保护可仅作本侧相邻电力设备和线)保护装置作为本侧相邻电力设备和线路保护的后备时,灵敏系数可适当降低,但对本侧母线上的各类短路应符合灵敏性要求。

  (9)0.4MVA及以上,绕组为星形-星形连接低压侧中性点直接接地的变压器,对低压侧单相接地短路应选择下列保护方式,保护装置应带时限动作于跳闸。

  (10)0.4MVA及以上,一次电压为10kV及以下,绕组为三角一星形连接,低压侧中性点直接接地的变压器,对低压侧单相接地短路,当灵敏性符合要求时,可利用高压侧的过电流保护。保护装置带时限动作于跳闸。

  (11)0.4MVA及以上变压器,当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。对三绕组变压器,保护装置应能反应各侧过负荷的情况。过负荷保护采用单相式,带时限动作于信号。在无经常值班人员的变电所,过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。

  3.1电动机的保护要求(1)对电压为3kV及以上的异步电动机和同步电动机的下列故障 应装设相应的保护装置:

  2)2MW及以上的电动机,或电流速断保护灵敏系数不符合要求的2MW以下电动机,应装设纵联差动保护。

  (3)对单相接地故障,当接地电流大于5A时,应装设有选择性的单相接地保护;当接地电流小于5A时,可装设接地检测装置;单相接地电流为10A及以上时,保护装置动作于跳闸;单相接地电流为10A以下时,保护装置可动作于跳闸或信号。

  1)对生产过程中易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护。保护装置应根据负荷特性,带时限作用于信号或跳闸。

  2)起动或自起动困难,需要防止起动或自起动时间过长的电动机,应装设过负荷保护,保护装置应动作于跳闸。

  1)当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时,需要断开的次要电动机和有备用自动投入机械的电动机,应装设低电压保护。

  (6)对同步电动机失步,应装设失步保护。失步保护带时限动作,对于重要电动机,动作于再同步控制回路;不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机,应动作于跳闸。

  (7)对同步电动机失磁可引起母线电压严重降低,宜装设专用失磁保护。失磁保护应带时限动作于跳闸。

  (8)2MW及以上以及不允许非同步冲击的同步电动机,应装设防止电源短时中断再恢复时造成非同步冲击的保护。

  保护装置应确保在电源恢复前动作。重要电动机的保护装置,应作用于再同步控制回路;不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机,保护装置应动作于跳闸。

  a.由于供电电源或与电网的联系短暂中断而导致的“断电失步”。其危害主要是使同步电动机遭受非同期冲击。

  b.由于供电系统或电网内近处短路、振荡或电动机负荷的大幅度突变,导致电动机失去动态稳定而失步,称为“带励失步”。其危害主要使电动机遭受强烈脉振,产生疲劳效应而损坏,甚至引起电气或机械共振而扩大事故。

  c.由于电动机励磁系统或励磁电源故障以及某些不正常状态,导致电动机失励或严重欠励,失去静态稳定而滑出同步,称为“失励失步”。其危害主要是导致电动机绕组,尤其是起动绕组的损伤、损坏。

  2)当同步电动机不允许非同期冲击时,宜装设防止电源短时中断再恢复时造成非同期冲击的断电失步保护装置(每段母线装一套)。保护装置可反应功率方向、频率降低、两段母线同名相电压相量之间相位比较。保护装置应确保在电源恢复前动作c重要同步电动机的保护装置宜作用于再整步控制回路;不能再整步或根据生产过程不需要再整步的电动机,保护装置应动作于跳闸。

  3)当同步电动机带励失步或失励失步时,其显著特征是在励磁回路中出现不衰减的交变电流分量,其频率与电动机的滑差频率相一致,对此失步保护装置应正确动作。而在同步电动机运行中,由于系统中出现各种扰动引起同步振荡(末失步);由冲击性负荷引起相应振荡;由脉动性负荷所引起的正常脉动等。虽在励磁回路内出现具有各自不同特征的交流感应电流分量,但因同步电动机未失步,失步保护不应动作,保护装置应能正确检测区分这些分量的波形特征,并准确可靠地判断电动机是否失步。保护的定型产品有LSB—30系列带励、失励失步保护装置,该装置通过串接在同步电动机励磁回路内的分流器,测取不失真的励磁电流波形信号,同时输入“失步判别专用插件”,对所测取的电流波形进行相应的分析和逻辑处理,从波形特性上作出正确判断。确认电动机失步时,经出口继电器KSB发出信号,根据需要,保护装置可动作于“跳闸停机”或“灭磁再整步”。

  1)当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时,为了保证重要电动机自起动而需要断开的次要电动机,保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的60%-70%,时限一般约为0.5s。

  2)当电源电压短时降低或短时中断后,根据生产过程不允许或不需要自起动的电动机。保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%—50%或略高;时限一般较上一级主保护大一时限阶段,取0.5—1.5s,必要时保护可无选择地动作。

  3)需要自起动,但为保证人身和设备安全,在电源电压长时间消失后需从配电网中自动断开的电动机。保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%~50%,时限一般为5—10s。

  4.1 6—35kV线路的继电保护要求(1)对3~63kV线路的下列故障或异常运行,应装设相应的保护装置:

  1)由电流继电器构成的保护装置,应接于两相电流互感器上,同一网络的所有线路均应装在相同的两相上;

  3)当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线%时,以及线路导线截面过小,不允许带时限切除短路时,应快速切除故障;

  4)当过电流保护的时限不大于0.5~0.7s时,且没有3)款所列的情况,或没有配合要求时,可不装设瞬动的电流速断保护。

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